elementos básicos otoño 2014. sistema: conjunto de unidades que colaboran entre si para realizar...

Elementos Básicos

Otoño 2014

Sistema: Conjunto de Unidades que colaboran entre si para realizar una función general y donde cada unidad efectúa un trabajo específico.

Computadora: Sistema de Procesamiento de Información que recibe datos como entrada, los modifica (procesa) y produce resultados como salida.

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El diseño básico operacional de un sistema de cómputo se conoce como arquitectura A. John Von Neumann (NVA), un pionero del diseño de la computadora.

Un sistema típico de NVA tiene tres componentes: memoria, una unidad central de procesamiento (CPU) y dispositivos de entrada/salida (I/O).

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Memoria

Programa

Área de Datos101010101010101010101011000110101010110101Área de Código 0101101010101010110001101011

Dispositivos de E/S

Registros

ALU Unidad de Control

Buses del Sistema

El ser humano realiza los razonamientos a partir de información adquirida que está almacenada en su cerebro.

La computadora tiene que almacenar en su interior toda la información necesaria para realizar el proceso automático que le pedimos que ejecute.

La parte de la computadora que realiza esta función es la Memoria principal, interna o central. Es la denominada memoria R.A.M. (memoria de acceso directo).

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Los tipos de datos se agrupan en tipos simples o bien en tipos estructurados, nosotros vamos a empezar viendo los tipos simples de datos.

Los valores que se pueden almacenar en memoria vamos a dividirlos en los siguientes tipos:◦Numéricos (enteros y reales).◦Lógicos.◦Carácter.◦Cadenas.

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En una computadora se pueden distinguir ciertos valores que no cambian durante la ejecución de un proceso, a estos valores se les denominan constantes.

De la misma forma existen valores que van cambiando durante el proceso y a estos se les denominan variables.

Las variables se identifican por un nombre que se le asigna y el tipo que indica los valores que puede contener para un uso correcto de la variable.

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Área de almacenamiento, de tamaño fijo y que sirve para guardar un tipo de dato específico.

Las variables tiene dos elementos: El Nombre de la variable y el Contenido de la variable.◦El nombre de la variable sirve para

distinguirla de otras variables y el contenido se refiere al dato que es guardado en ese lugar.

◦La variable puede almacenar un sólo tipo de dato como puede ser datos enteros, reales, booleanos, caracteres, etc.

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Son los elementos que permiten indicar la realización de una operación entre determinados valores. La sintaxis de estas expresiones con operadores será siempre de la siguiente forma: 

Expresión1 operador Expresión2 Cada expresión puede ser un solo valor,

constante o variable, o una expresión como conjunto de valores relacionados mediante operadores, por lo que es necesario que existan unas reglas que indiquen en que orden deben efectuarse las operaciones.

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Operadores aritméticos:◦ Esta relación de operadores aritméticos es la

más usual, pero siempre es conveniente consultar el manual del lenguaje de programación que se utilice en cada momento.

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Operador Significado

^ Exponenciación

* Multiplicación

/ División

Div División entera

Mod Resto

+ Suma

- Resta

Operadores relacionales:◦ Estos operadores actúan sobre valores

numéricos y sobre valores tipo cadenas. El resultado es un valor lógico.

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Significado Símbolo

Igual que =

Menor que <

Mayor que >

Menor o igual que <=

Mayor o igual que >=

Diferente <>,

Operadores Lógicos:◦ Estos operadores actúan sobre valores lógicos,

es decir, entre el valor verdadero y el valor falso.

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A B A and B

A or B A xor B

T T T T F

T F F T T

F T F T T

F F F F F

A not A

T F

F T

Nivel de prioridad de los operadores.

Las dos reglas principales para evaluar expresiones son:◦Se empieza a evaluar por la izquierda.◦Los paréntesis siempre tienen la mayor

prioridad, teniendo en cuenta que pueden estar anidados, en cuyo caso se evaluará primero el más interno.

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Es una de las acciones básicas que se puede ejecutar en la computadora.

Una variable está relacionada con posiciones de memoria que van a contener valores que pueden cambiar durante la ejecución del proceso.

Por tanto es necesario tener una acción que permita dar valores adecuados a cada variable para obtener al final del proceso los resultados correctos.

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Se debe tener en cuenta el tipo de variable para no cometer errores a la hora de la asignación.

La asignación de un valor a una variable supone una escritura en memoria y por tanto una operación destructiva del valor que tuviera la variable anteriormente.

El símbolo utilizado para indicar esta acción de asignación será “”, de forma que la operación se señalará de la siguiente manera:

variable valor o expresión.

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Una expresión es una combinación de operandos (variables), constantes y operadores.

La expresión debe estar bien escrita, es decir, siguiendo las reglas de los operadores.

Las expresiones se pueden dividir en expresiones aritméticas o expresiones lógicas.

Ejemplos de expresiones aritméticas:◦25◦(50 * 2) + 10◦Salario * 0.15

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Ejemplos de proposiciones con expresiones aritméticas:◦Base (500 * 2) + 100◦Salario DiasTrabajados * SalarioDiario◦ Impuesto Salario * 0.15

Ejemplos de proposiciones con expresiones lógicas:◦Mayor a > b ◦Menor ( a < b ) and ( b < c )

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Obtener los resultados de las siguientes expresiones:a) 7*(8-4)/2*5+4b) 7*8-4/2*(5+4)c) (“abc” + “de”) > “abcde”d) 7>6 AND 5=5 OR 4<0e) 2^3+6/3-4^2f) (2^(3+6/3)-4)^2g) NOT (5<6 OR 7=0) AND Falso h) 5.25 + 8.5 / 5 - 3.2 * 7.25

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Herramientas de Representación

Otoño 2014

Fases de Resolución del Problema:◦Análisis del problema. Consiste en la

definición concisa a fin de que sea analizado en todo detalle.

◦Diseño o desarrollo del algoritmo. Es el procedimiento, paso a paso, para la solucionar el problema dado.

◦Resolución del algoritmo por computadora. Es la codificación del algoritmo en un algún lenguaje de programación.

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Las Fases para el Diseño del Algoritmo son:◦ Diseño Descendente (Algoritmo Narrado).◦ Refinamiento por pasos (Algoritmo detallado).◦ Herramientas de Programación (Representación

del Algoritmo en una herramienta).

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Diseño de un Algoritmo

Diseño Descendente

Refinamiento por pasos

Herramientas de programación:

Diagramas de FlujoPseudocódigo

Pruebas de escritorio

Este algoritmo es caracterizado porque sigue un proceso de ejecución común y lógico, describiendo textualmente paso a paso cada una de las actividades a realizar dentro de una actividad determinada.1. INICIO2. Situar escalera bajo el foco quemado.3. Elegir un foco de reemplazo (de la misma potencia que el

anterior).4. Subir por la escalera hasta alcanzar el foco.5. Girar el foco contra las manecillas del reloj hasta que esté

suelto.6. Ubicar el foco nuevo en el mismo lugar que el anterior.7. Enroscar en el sentido de las manecillas del reloj hasta que

quede apretado.8. Bajar de la escalera.9. FIN

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En esta fase consiste en descomponer en pasos más simples cada uno de los pasos del algoritmo narrado, donde se deberá especificar las acciones en forma detalladas y sus datos de forma precisa.

Características del Refinamiento de pasos◦ Se detallan acciones de selección, de repetición. ◦ Otra característica es el uso de indentación

(sangrado o justificación del texto) para escribir los pasos del algoritmo.

◦ Además se pueden establecer la identificación de las entradas, salidas, constantes y variables previamente definidas.

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Algoritmo para determinar los números menores que 90 y múltiplos de 9.1. Inicio2. Inicializar Num93. Mientras Num<90

3.1 Escribir Num. 3.2 Num Num+9

4. Fin

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Para representar un algoritmo se debe utilizar algún método que permita independizar dicho algoritmo del lenguaje de programación elegido. Permitiendo su representación y su transformación a un programa para su codificación:

Su representación gráfica puede ser utilizando: Diagramas de flujo.

Lenguaje de especificación de algoritmos: Pseudocódigo.

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Un diagrama de flujo (flowchart):◦ Es una de las técnicas de representación de

algoritmos más antiguas y la vez mas utilizada, aunque su empleo ha disminuido.

◦ Es un diagrama que utiliza los símbolos (cajas) estándar y que tiene escritos en cada caja los pasos del algoritmo las cuales están unidas por flechas denominadas líneas de flujo.

◦ Debidamente realizado permite altos niveles de estructuración, para mantener las nuevas corrientes de diseño y modularización.

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Reglas para la construcción de diagramas de flujo:1. Todo diagrama de flujo debe tener un inicio y un

fin.2. Las líneas utilizadas para indicar la dirección del

flujo del diagrama deben ser rectas, verticales y horizontales.

3. Todas las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo del diagrama deben estar conectadas a alguno de los símbolos.

4. El diagrama de flujo debe ser construido de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha.

5. Si el diagrama de flujo requiriera más de una hoja para su construcción, debemos utilizar los conectores.

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Es una herramienta de programación en la que las instrucciones se escriben en palabras similares al inglés o español, que facilitan tanto la escritura como la lectura de programas.

Las palabras reservadas comúnmente utilizadas en pseudocódigo son: Inicio, Fin, Leer, Escribir, Si, Entonces, Sino, FinSi, Según, FinSegun, Mientras, Hacer, FinMientras, Repetir, HastaQue, Para, FinPara, Desde, entre otras.

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Características del pseudocódigo:◦ Mantiene una indentación o sangría adecuada para

facilitar la identificación de los elementos que lo componen.

◦ Permite la declaración de los datos (constantes y/o variables) manipulados por el algoritmo.

◦ Dispone de un conjunto pequeño de palabras reservadas para expresar las acciones del algoritmo.

◦ Supera las dos principales desventajas del diagrama de flujo: lento de crear y difícil de modificar.

◦ Permite el seguimiento de la lógica de un algoritmo.

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